Al2O3f/Mg-6Al-1Nd-1Gd复合材料的显微组织及时效行为

采用维氏显微硬度计、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)等研究了Al₂O_3f/Mg-6Al-1Nd-1Gd复合材料的显微组织和时效行为。结果表明：复合材料的组织主要由α-Mg、Al₂O₃、β-Mg₁₇A1₁₂、Mg₂Si、MgO、Al₂Nd、Al₂Gd以及Al₁₁Nd₃相组成。Al₂O₃短纤维的引入加速了基体合金的时效动力学，使基体合金的时效峰值时间由32 h显著缩短至24 h。时效过程中，β-Mg₁₇Al₁₂相主要以连续析出和非连续析出两种形式析出，连续析出和非连续析出的生长呈竞争关系，随着时效时间的增加，非连续析出相逐渐长大并由晶界向晶粒内部推移，过时效阶段晶粒内部出现成片的非连续析出相。     

热处理对Al2O3f/Mg-6Al-0.5Nd-0.5Gd复合材料组织及硬度的影响

采用金相显微镜、维氏硬度测试仪及扫描电镜等,研究热处理工艺对Al₂O_3f /Mg-6Al-0.5Nd-0.5Gd复合材料微观组织及硬度的影响。结果表明,固溶处理后β-Mg_l7A1₁₂相大部分固溶于α-Mg基体中,而稀土化合物Al₂Nd、Al₂Gd相因其高熔点,在试验温度下不能分解与固溶,Al₂O_3f纤维变得细小均匀,Mg₂Si相呈一定的分解、球化趋势。时效处理使β-Mg_l7A1₁₂相再次析出,呈层片状或弥散颗粒状分布,优化了其铸态时粗大的网状结构,此时,复合材料硬度达到最大值,比铸态时提高了47.5%。     

热处理对Mg-6Al-1Nd-1Gd合金组织和蠕变行为的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、EDS能谱分析等研究了Mg-6Al-1Nd-1Gd合金固溶与时效处理后的显微组织及在200℃和70 MPa条件下的高温压缩蠕变行为。结果表明:固溶+时效处理后Mg-6Al-1Nd-1Gd合金的β-Mg₁₇Al₁₂相几乎完全消失,金属间化合物为Al₂RE(Nd、Gd)相,且在晶界产生偏聚。蠕变后,热处理后合金的金属间化合物有所增加,T4态合金金属间化合物体积分数增加最多,高温蠕变抗力最好,蠕变量及稳态蠕变速率分别为1.8%及2.333×10^-8 s^-1,较铸态时的4.45%及5.817×10^-8 s^-1分别降低了59.6%和59.9%。     

不同基体对连续Al2O3f/Al复合材料纤维损伤的影响

采用真空气压浸渗法制备了增强体为Al₂O₃纤维,基体合金分别为1A99、ZL210A、ZL301及7075铝合金的连续Al₂O_3f/Al复合材料,并用NaOH溶液提取出Al₂O₃纤维,研究了不同基体对Al₂O_3f/Al复合材料纤维损伤的影响。结果表明,在同样的制备工艺下,不同的基体对Al₂O₃纤维的损伤程度不同。Al₂O₃纤维与纯铝及ZL210A基体界面反应程度微弱,纤维表面光滑,未发现界面反应产物,纤维剩余强度分别为1 746 MPa和1 658 MPa; Al₂O₃纤维与ZL301发生界面反应生成了MgAl₂O₄(镁铝尖晶石),纤维表面较为粗糙,剩余强度为1 584 MPa; Al₂O₃纤维与...     

Al含量对含稀土AZ系镁合金组织及性能的影响

以含稀土AZ系镁合金为基,制备了铝含量分别为5%、7%、9%的合金试样,并对其进行435 ℃×24 h固溶+200 ℃×24 h时效处理,对试样的铸态、固溶态和时效态的显微组织进行了观察,随后测定了试样时效后的力学性能以及耐蚀性能。结果表明,铸态镁合金组织主要为α-Mg+β-Mg₁₇Al₁₂+Al₁₁(La,Ce)₃和(La,Ce)Al₄;随着Al含量的增加,β-Mg₁₇Al₁₂和稀土化合物相增多,晶粒细化。固溶处理后,组织中的β-Mg₁₇Al₁₂相会逐渐溶解,随着Al含量的增多,溶解将会不完全,未溶的强化相β-Mg₁₇Al₁₂和稀土化合物相弥散分布在晶界及其附近处。时效处理后,随着Al含量的增加,组织中继续析出的β-Mg₁₇Al₁₂相增多,稀土化合物相尺寸细化。随着Al元素的增多,试样的抗拉强度和硬度逐渐增大,塑韧性则愈来愈差,耐腐蚀性越来越好。     

Al2O3颗粒直径对1 vol%的Al2O3/Cu基复合材料组织和性能的影响

采用粉末冶金法+热压工艺制备了不同Al₂O₃颗粒直径的1 vol%Al₂O₃/Cu基复合材料，使用光学显微镜和扫描电镜(SEM)观察了复合材料的显微组织，利用电子拉伸试验机测试了复合材料的力学性能。基于弹/塑性理论推导出了复合材料中颗粒周边的弹性区宽度的表达式。结果表明：Al₂O₃颗粒直径对Al₂O₃/Cu基复合材料强度及基体晶粒尺寸有着较大的影响；Al₂O₃颗粒直径越大，Al₂O₃/Cu基复合材料的抗拉强度、屈服强度越小；当Al₂O₃颗粒直径为5μm时，Al₂O₃/Cu基复合材料的抗拉强度和屈服强度分别为207和90 MPa,是铜试样的95.8%和95.7%。     

热处理对Al2 O3f/Mg-6Al-0.5Nd-xGd复合材料组织及硬度的影响

采用无压浸渗技术制备Al_2O_(3f)/Mg-6Al-0.5Nd-xGd复合材料,利用光学显微镜、维氏硬度计与扫描电镜研究热处理工艺对Al_2O_(3f)/Mg-6Al-0.5Nd-xGd微观组织及硬度的影响。结果表明:T4热处理后α-Mg基体相晶粒变得细小;块状Mg_2Si相变得细小弥散;绝大部分的β-Mg_(17)Al_(12)相溶入α-Mg基体中;稀土化合物Al_2Nd、Al_2Gd相熔点较高,在T4态温度不能固溶。T6热处理后,β-Mg_(17)Al_(12)相再次析出,呈弥散颗粒状或层片状分布,使铸态时粗大的网状结构变细小,且稀土元素Gd具有推迟和抑制β-Mg_(17)Al_(12)相析出的作用。在Gd含量为1.0%时,经T6处理的复合材料硬度达到峰值210 HV5,比铸态提高了40%。     

采用Au基钎料真空钎焊Al2O3陶瓷

首先选用AgCuTi活性钎料在880℃/10 min参数下对A1₂O₃陶瓷表面进行金属化处理,之后尽量去除金属化层中的AgCu共晶组织,然后选用两种Au基高温钎料在980℃/10 min参数下对金属化后的A1₂O₃进行了钎焊连接.结果表明,在Al₂O₃/Au-Ni/Al₂O₃接头中靠近Al₂O₃母材的界面处生成一层薄薄的扩散反应层,该反应层主要由TiO₂和Al₂O₃组成;在Al₂O₃/Au-Cu/Al₂O₃接头中同样存在扩散反应层,与前者不同的是,接头中检测到Ti-Au相的存在.分别对Au-Ni和Au-Cu两种钎料获得的Al₂O₃接头进行了抗剪强度测试,前者对应接头强度为95.5 MPa,后者对应接头强度达到102.3 MPa.     

真空退火处理对冷喷涂铝基复合材料组织与性能的影响

采用冷喷涂增材制造工艺制备了Al-25Al₂O₃、Al-50Al₂O₃和Al-75Al₂O₃(体积分数,%)具有不同体积含量Al₂O₃颗粒的铝基复合材料,并采用SEM、EBSD、硬度测试和拉伸测试等测试方法分析了真空退火处理对冷喷涂铝基复合材料的微观结构和力学性能的影响。结果表明,Al₂O₃颗粒的加入增加了冷喷涂增材材料的强度和硬度,并随着Al₂O₃含量的增加而增强。这是由于冷喷涂过程中Al₂O₃颗粒的锤击作用导致机械互锁以及严重塑性变形和动态再结晶引起的晶粒细化。退火后材料的强度和硬度将逐渐降低,伸长率逐渐增加,材料内部的组织结构逐渐变得均匀。     

不同Al2O3含量的Al2O3/Cu复合材料的热变形行为

为探究Al₂O₃含量对Al₂O₃/Cu复合材料热变形行为的影响，采用内氧化法制备了3种Al₂O₃含量(0.28、0.66和1.13 mass%)的Al₂O₃/Cu复合材料，通过热模拟实验对其热变形行为进行了研究。结果表明：在823、923和1223 K时，随着Al₂O₃/Cu复合材料中Al₂O₃含量的增加，复合材料的峰值应力逐渐增大；显微组织观察发现，由于1.13 Al₂O₃/Cu复合材料内动态软化积累程度最大，导致其在1023和1123 K下出现了峰值应力下降现象。经热挤压后，在热变形过程中Al₂O₃/Cu复合材料的软化效果以动态回复为主。同时，发现0.28 Al₂O₃/Cu和0.66 Al     

Cu-25Sn-10Ti活性钎焊SiO2f/SiO2复合材料与Invar合金

采用Cu-25Sn-10Ti钎料钎焊SiO_2f/SiO₂复合材料与Invar合金,研究了界面组织结构及其形成机理,分析了不同钎焊保温时间下界面组织对接头性能的影响.结果表明,在钎焊温度880℃,保温时间15 min的工艺参数下,接头在SiO_2f/SiO₂复合材料侧与Invar合金侧均形成了连续的界面反应层,界面整体结构为Invar合金/Fe₂Ti+Cu(s,s)+(Ni,Fe,Cu)₂TiSn/Cu(s,s)+Cu₄₁Sn₁₁+CuTi/TiSi+Ti₂O₃/SiO_2f/SiO₂复合材料.在钎焊温度一定时,随着保温时间的延长,复合材料侧TiSi+Ti₂O₃反应层厚度逐步增加,Fe₂Ti颗粒逐步呈大块状连续依附其上,接头强度先增大后减小.当钎焊温度880℃,保温时间15 min时,接头室温抗剪强度达到11.86 MPa.     

Al2O3/TiB2/Al复合材料的微观结构和高温力学性能

以细雾化铝粉和TiB₂颗粒为原料,通过粉末冶金和热轧制制备微米TiB₂和纳米Al₂O₃颗粒增强铝基复合材料。室温时,由于TiB₂和Al₂O₃的综合强化作用,Al₂O₃/TiB₂/Al复合材料的屈服强度和抗拉强度分别为258.7 MPa和279.3 MPa,测试温度升至350℃时,TiB₂颗粒的增强效果显著减弱,原位纳米Al₂O₃颗粒与位错的交互作用使得复合材料的屈服强度和抗拉强度达到98.2MPa和122.5 MPa。经350℃退火1000 h后,由于纳米Al₂O₃对晶界的钉扎作用抑制晶粒长大,强度和硬度未发生显著的降低。     

(Y,Gd)2O3:Eu3+纳米粒子制备过程中的合成动力学

采用反向滴定共沉淀法制备出（Y,Gd）₂O₃:Eu³⁺前躯体,再在不同温度下煅烧,获得（Y,Gd）₂O₃:Eu³⁺纳米粒子,用XRD和SEM对样品物相组成及形貌进行了表征;用TG-DTA获得了佯品在不同升温速率下的热分解曲线.结果表明,前躯体在煅烧过程中的物相变化分为3个阶段,用Doyle-Ozawa法和Kissinger法分别计算出各个反应阶段的表观活化能,其平均值分别为191.54,557.05和236.58 kJ·mol^-1并建立了动力学方程;（Y,Gd）₂O₃:Eu³⁺晶粒生长活化能是35.58 kJ.mol^-1,纳米粒子形核过程中的晶粒长大由晶界扩散控制.     

固溶处理对Mg-10Gd-1Al-1Ca合金组织和性能的影响

为进一步提高Mg-Gd系合金的力学性能，同时降低其密度和成本，向Mg-10Gd合金中复合添加了2%(质量分数)的Al和Ca,研究了固溶处理对Mg-10Gd-1Al-1Ca合金微观组织和力学性能的影响。结果表明，复合添加Al和Ca后，α-Mg由粗大的枝状晶转变为细小的等轴晶。固溶处理后，(Mg, Al)₃Gd相发生部分溶解，形貌由鱼骨状或花瓣状转变为颗粒状，部分α-Mg晶内析出相互平行排列的短棒状二次增强相，由于Al₂Gd相在晶界的钉扎作用，晶粒没有发生明显的粗化。固溶态Mg-10Gd-1Al-1Ca合金的硬度、抗拉强度、屈服强度和伸长率较铸态Mg-10Gd-1Al-1Ca合金分别提高了16.7%、21.9%、19.7%和54.7%。铸态和固溶态的Mg-10Gd-1Al-1Ca合金力学性能均优于Mg-10Gd合金。     

以Si-CaO/Al2O3-Si为连接层的C/C复合材料扩散连接接头微观组织及其剪切强度

CaO/Al₂O₃用于SiC之间的扩散连接，具有接头强度高、连接可靠等优点，但CaO/Al₂O₃与C/C复合材料的润湿性差，不宜直接用于C/C复合材料的扩散连接。为解决C/C复合材料难以焊接以及连接接头强度较低的问题，本文采用Si-CaO/Al₂O₃-Si复合夹层作为连接层，对C/C复合材料进行扩散连接，通过Si与C/C在高温下反应生成SiC以及SiC与CaO/Al₂O₃之间的相互作用，获得高强度接头。结果表明，随着保温时间的延长，接头的剪切强度先升高后下降。1500℃保温90 min的接头，剪切强度达到38.17 MPa，连接接头内部形成“富Si的过渡层-中间层-富Si的过渡层”对称结构，接头中生成的物相主要包含SiC以及由Al₂SiO₅、SiO₂、CaAl₄O₇等构成的复合玻璃相，剪切断裂主要发生在C...     

Nd和Gd对Mg-3Al合金的细晶行为及影响机理

以Mg-3Al合金为研究对象，基于边-边匹配(E2EM)模型和相图计算，分析Al-X金属间化合物与α-Mg的晶面和原子错配度及其熔点，筛选Mg-Al-X合金中潜在的异质形核物相，探究筛选的Al₂Nd和Al₂Gd对Mg-3Al合金晶粒尺寸的影响，分析Nd和Gd对Mg-3Al合金物相组成和显微组织的影响，揭示Nd和Gd对Mg-3Al合金的细晶机理。结果表明：添加适量Nd和Gd元素可以有效减小Mg-3Al合金晶粒尺寸，提升合金屈服强度。当分别添加3%Nd、3%Gd(质量分数)后，Mg-3Al合金晶粒尺寸由(145±9)μm分别减小至(81±5)μm、(76±4)μm，分别降低了44%、48%，合金屈服强度由65 MPa提升至76～79 MPa，伸长率可达12.7%～16.5%。其细晶机理为Al₂RE(Nd,Gd)颗粒作为α-Mg晶粒的异质形核质点细化晶粒。     

NbMoWTa-Al2O3固体润滑复合材料的宽温域摩擦磨损性能

通过高能球磨和放电等离子烧结方法制备了新型NbMoWTa难熔高熵合金基固体润滑复合材料。系统研究了纳米Al₂O₃作为固体润滑剂对NbMoWTa难熔高熵合金宽温域摩擦学性能的影响。结果表明：纳米Al₂O₃颗粒在具有BCC结构的NbMoWTa难熔高熵合金基体相晶界和晶内均匀分散,强烈的弥散强化显著提升了NbMoWTa的显微硬度。纳米Al₂O₃颗粒在室温至800℃范围内降低摩擦因数和磨损方面有显著作用。室温下,由于复合材料的显微硬度显著提升,添加足量的纳米Al₂O₃实现了复合材料耐磨性的提升。在中高温下,复合材料表面形成的连续致密氧化摩擦层对提升摩擦学性能起着关键作用。纳米Al₂O₃颗粒协助氧化摩擦层承载更大的载荷,提高其致密性及稳定性,从而更有效地保护基体。此外,在800℃下纳米Al₂O₃颗粒的存在能够抑制MoO3的过度挥发。     

1173 K下Al-8Si二元合金对MgO、TiO2 和不锈钢的润湿作用

采用改良座滴法对Al-8Si/不锈钢、Al-8Si/MgO和Al-8Si/TiO₂体系的润湿性和界面组织进行了研究。从热力学角度讨论了3个体系界面反应产物的形成。结果表明，Al-8Si/不锈钢的界面组织由Fe(Al,Si)₃、Al_7.2Fe_1.8Si和Fe₂Al₅相组成，而Al-8Si/MgO和Al-8Si/TiO₂体系的界面组织主要由不同形貌Al₂O₃相组成。3种体系的润湿性测试结果表明，Al-8Si熔体在MgO上具有较好的非润湿性能，其平衡润湿角为124°。3种体系润湿性的差异主要与界面产物的性质和粗糙度有关。界面粗糙度测试结果表明，Al-8Si/MgO体系界面粗糙度最大，为1.46μm，主要原因是界面反应过程中Mg的蒸发破坏了界面反应层的形貌，此外Ti的存在促进了Al-8Si/TiO₂体系的界面反应，增加了界面反应层的厚度，降低了平衡润湿角。     

TiB2/Al-Si-Mg-Er复合材料的组织与性能

采用重熔稀释法制备了Al-7Si-0.5Mg-0.1Er和0.5TiB₂/Al-7Si-0.5Mg-0.1Er合金,研究了TiB₂颗粒增强Al-Si-Mg-Er复合材料的组织性能。结果表明,复合材料铸态组织主要由α-Al基体、共晶Si相和TiB₂颗粒组成。TiB₂粒子的加入使Al-7Si-0.5Mg-0.1Er合金二次枝晶间距减小了7.1 μm。抗拉强度达到217.53 MPa,较Al-7Si-0.5Mg-0.1Er合金提升了12.1 %。TiB₂/Al-Si-Mg-Er复合材料的最优T6热处理工艺为530 ℃×12 h固溶+160 ℃×7 h时效,经该工艺处理后,TiB₂/Al-Si-Mg-Er复合材料抗拉强度达到319.49 MPa,相比热处理前提高了46.9%,相比Al-7Si-0.5Mg-0.1Er合金提高了5.9%;屈服强度达到266.75 MPa,相比热处理前提高了106.4%,相比Al-7Si-0.5Mg-0.1Er合金提高了14.9%。复合材料抗拉强度的提升主要源于TiB₂颗粒加入后产生的晶粒细化、变质和热处理强化。     

双级时效热处理ZM5合金的显微组织和力学性能

以ZM5合金为研究对象,通过显微组织分析和力学性能测试等手段,研究了其不同状态的显微组织和力学性能。结果表明,铸态ZM5合金中存在呈网状分布的粗大不规则块状β-Mg₁₇Al₁₂相;固溶处理后,β-Mg₁₇Al₁₂相溶入α-Mg基体中,仅有少量残余的AlMn相;经T6处理后,沿晶界析出片层状β-Mg₁₇Al₁₂相;经双级时效处理后,沿晶界析出片层状β-Mg₁₇Al₁₂相及在晶内析出细小的针片状β-Mg₁₇Al₁₂相。与铸态相比,热处理后ZM5合金的抗拉强度大幅提升;经双级时效处理后,其抗拉强度可达285MPa,比T6处理后的抗拉强度高20MPa。